JP6727167B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される表示装置に関する。

従来、自動車または列車の運転者に対して運転に必要な情報をコンバイナに表示するヘッドアップディスプレイなどの表示装置がある。このような表示装置では、不使用時はコンバイナを運転者の視界の邪魔にならないよう、収納または平伏させておくことが望ましい。特許文献１には、部品点数が少なく簡単な構造でコンバイナを収納する技術が開示されている。

特開２０１６−２１０２６６号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、表示装置を使用する際、ユーザは、コンバイナを収納状態から起立させた後、自身に適した角度にコンバイナを調整しなければならない。特定のユーザにとって自身に適したコンバイナの角度は一定であるにもかかわらず、一度コンバイナを収納してしまうと次に使用する際に必ずコンバイナの角度調整の作業が発生するため手間がかかる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、収納状態から起立させたときのコンバイナの角度調整の手間を削減可能な表示装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の表示装置は、コンバイナ、コンバイナを保持し第１の嵌合部を有する保持部、および一端が保持部に固定され他端に突起を有する角度調整用アームを備える表示ユニットと、一端に第１の嵌合部と嵌合する第２の嵌合部を有し、他端で支軸を回転軸として連動して回転する２つの支持アームと、突起が摺動する溝を有し、支軸を回転軸として２つの支持アームとは独立して回転するカムと、を備える。コンバイナは、表示ユニットが２つの支持アームに嵌め込まれた嵌合状態において、カムの回転によって第１の嵌合部および第２の嵌合部が嵌合された位置を支点として角度調整され、２つの支持アームが支軸を回転軸として回転されたことで筐体に収納され、カムの溝は、カムの中心からカムの外周に向けて螺旋形状の第１の溝部と、第１の溝部と連接してカムの中心から同心円の形状の第２の溝部とを含み、コンバイナの角度調整時はカムを回転させることで突起が第１の溝部の範囲で摺動し、コンバイナの収納時は突起が第２の溝部にある、ことを特徴とする。

本発明によれば、表示装置は、収納状態から起立させたときのコンバイナの角度調整の手間を削減できる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる表示装置の外観を示す斜視図 実施の形態１にかかる表示装置のうち可動部分を示す斜視図 実施の形態１にかかる表示装置のうち可動部分を分解した状態を示す斜視図 実施の形態１にかかる表示装置のカムが有する溝の形状を示す図 実施の形態１にかかる表示装置においてコンバイナの角度調整の様子を説明するための図 実施の形態１にかかる表示装置においてコンバイナの角度調整をした第１の例を示す模式図 実施の形態１にかかる表示装置においてコンバイナの角度調整をした第２の例を示す模式図 実施の形態１にかかる表示装置においてコンバイナの角度調整をした第３の例を示す模式図 実施の形態１にかかる表示装置においてコンバイナを筐体に収納した状態の例を示す模式図 実施の形態１にかかる表示装置において表示ユニットを着脱する際のカムの溝の位置を示す模式図 実施の形態１にかかる表示装置において表示ユニットを取り外した状態を示す模式図 実施の形態２にかかる表示装置を列車の運転台に搭載した例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる表示装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる表示装置１の外観を示す斜視図である。表示装置１は、例えば、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイである。表示装置１は、筐体２と、筐体２に設けられた支持部１７および図示しない支持部と、支持部１７および図示しない支持部に回転自在に支持される支軸１１と、支軸１１に支持されるカム８および支持アーム９，１０と、カム８を回転させるモーター１３と、支持アーム９，１０を連結するバー１２と、支持アーム９，１０に連結される保持部４，５と、保持部４，５に固着されるコンバイナ３と、を備える。また、表示装置１は、表示部２１と、バックライト２２と、表示部２１の表示情報を反射してコンバイナ３に投影する後述するミラー２３と、を備える。なお、図１において、支軸１１の延伸方向をＸ軸方向とし、支軸１１と水平面において垂直な方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＺ軸方向と垂直な方向をＹ軸方向とする。

表示装置１の筐体２の部分は、自動車のインストルメントパネル、列車の運転台などに埋め込まれる部分である。コンバイナ３は、表面が反射コーティングされたハーフミラーであり、投射光学系として機能するために凹面形状となっている。コンバイナ３は、保持部４，５に固着される。保持部４，５は、コンバイナ３を保持する。保持部５は、突起５１を有し、突起５１が支持アーム１０の有する軸受１０１に嵌合することによって、支持アーム１０と連結される。保持部４は、図示しない突起を有し、突起が支持アーム９の有する後述する軸受９１に嵌合することによって、支持アーム９と連結される。保持部４が有する突起は、保持部５の突起５１に対応するものである。

コンバイナ３は、保持部４，５が支持アーム９，１０に連結された嵌合状態において、保持部４の突起、突起５１および軸受９１，１０１の位置を支点として角度調整が可能である。保持部４，５は、支持アーム９，１０に対してスナップフィット方式で着脱できる構成でもよいし、支持アーム９，１０を撓ませて支持アーム９，１０の相互の間隔を広げて着脱できる構成でもよい。軸受９１，１０１については、一方を基準穴とし、他方を保持部の突起に対して寸法に余裕を持たせた形状としてもよい。保持部４の突起および突起５１は第１の嵌合部であり、軸受９１，１０１は第２の嵌合部である。なお、図１の例では、保持部４，５が突起を有し、支持アーム９，１０が軸受を有しているが、これとは逆に、支持アーム９，１０が突起を有し、保持部４，５が軸受を有する構成であってもよい。

支持アーム９，１０は、支軸１１に搖動自在に支持された１対のアームである。２つすなわち１対の支持アーム９，１０は、バー１２で連結されている。そのため、支持アーム９，１０は、支軸１１を回転軸として連動して回転する。支持アーム９，１０は、一端に軸受９１，１０１を有し、他端で支軸１１を回転軸として連動して回転する。コンバイナ３は、図１に示すユーザ使用時の起立状態から支持アーム９，１０が＋θｘ方向に回転することによって、筐体２に収納される。なお、支持アーム９，１０の回転方法については、ユーザによる手動に限定されず、モーターを用いて自動で回転させてもよい。

カム８は、支軸１１に搖動自在に支持され、支軸１１を回転軸として、支持アーム９，１０とは独立して回転する。カム８は、モーター１３側に図示しない歯車を有する。カム８は、モーター１３によって、直接または図示しない１つ以上の歯車を介して回転する。なお、カム８の回転方法については、モーター１３を使う方法に限定されず、ユーザが手動で回転させてもよい。

支軸１１は、支持アーム９側の支持部１７、および図示しない支持アーム１０側の支持部によって筐体２に固定される。表示装置１では、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示部２１に表示された表示情報の画像が、バックライト２２によって図示しないミラー２３の方向に出射され、ミラー２３で反射された画像がコンバイナ３に投影される。支持アーム１０側の支持部は、支持アーム９側の支持部１７に対応するものである。

図２は、実施の形態１の表示装置１のうち可動部分を示す斜視図である。また、図３は、実施の形態１の表示装置１のうち可動部分を分解した状態を示す斜視図である。図３では、図１において図示されていない支持アーム９の軸受９１が示されている。軸受９１の形状は、図３の例に限定されるものではない。保持部５には、角度調整用アーム６が接続されている。角度調整用アーム６は、一端が保持部５に固定されており、他端において図２および図３では図示されていない側に凸型の突起６１を有する。突起６１は、後述するカム８の溝８１と係合し、カム８の溝８１を摺動する。角度調整用アーム６は、カム８の周辺では、カム８と支持アーム１０との間に配置される。図３に示すように、コンバイナ３、保持部４，５、および角度調整用アーム６で表示ユニット７を構成する。表示装置１では、コンバイナ３を交換する場合、表示ユニット７の単位で交換を行う。

カム８は、角度調整用アーム６の突起６１が摺動する溝８１を有する。図４は、実施の形態１の表示装置１のカム８が有する溝８１の形状を示す図である。カム８の溝８１は、カム８の中心からカム８の外周に向けて伸びる螺旋形状の第１の溝部８１ａと、第１の溝部８１ａと連接してカム８の中心から同心円の形状の第２の溝部８１ｂと、第２の溝部８１ｂとは第１の溝部８１ａと反対側で連接し、カム８の外周部において溝８１が開口された開口部８１ｃと、を含む。第１の溝部８１ａは、カム８の中心からカム８の外周に向かうにつれてカム８の中心からの距離が長くなる形状である。表示装置１では、コンバイナ３の角度調整時、カム８を回転させることで角度調整用アーム６の突起６１が第１の溝部８１ａの範囲で摺動する。

図５は、実施の形態１の表示装置１においてコンバイナ３の角度調整の様子を説明するための図である。図５では、角度調整用アーム６の動きが分かるように、支持アーム１０を点線で示している。モーター１３によってカム８が回転すると、溝８１の位置が変化する。溝８１の形状は、図４に示すように、第１の溝部８１ａの範囲ではカム８の中心からの位置が異なる。そのため、角度調整用アーム６の突起６１では、コンバイナ３の角度調整時、第１の溝部８１ａの範囲で摺動する場合、カム８の中心からの位置が変化する。表示ユニット７は、支持アーム９，１０に嵌め込まれた嵌合状態では、カム８の回転によって角度調整用アーム６の突起６１の位置が変化することから、保持部４の突起、突起５１および軸受９１，１０１が嵌合された図５に示す保持部５の突起５１の位置を支点として、コンバイナ３の角度調整ができる。具体的に、角度調整用アーム６の突起６１の位置がカム８の中心に近いほど、表示ユニット７のコンバイナ３は、保持部５の突起５１を支点にして−θｘ方向に回転するように傾く。また、角度調整用アーム６の突起６１の位置がカム８の中心から遠いほど、表示ユニット７のコンバイナ３は、保持部５の突起５１を支点にして＋θｘ方向に回転するように傾く。このように、表示装置１において、コンバイナ３は、カム８の回転によって角度調整される。

図６は、実施の形態１にかかる表示装置１においてコンバイナ３の角度調整をした第１の例を示す模式図である。図６では、コンバイナ３の角度調整の際の状態が分かるように、表示装置１の内部を模式的に示している。以降の図についても同様とする。図６において、位置決め１４は、コンバイナ３を使用時、すなわちコンバイナ３が起立した状態において、支持アーム９，１０の位置決めとなる第１の位置決めである。位置決め１５は、コンバイナ３を収納時、支持アーム９，１０の位置決めとなる第２の位置決めである。位置決め１６は、ユーザが表示ユニット７を支持アーム９，１０に嵌め込んで嵌合状態にする際、およびユーザが表示ユニット７を支持アーム９，１０から取り外す際のカム８の位置決めとなる第３の位置決めである。また、図６では、図１では示していなかったミラー２３の筐体２に対する位置関係を示している。図６に示すように、支持アーム９，１０の回転軸となる支軸１１は、筐体２に収容された位置にある。

図６では、角度調整用アーム６の突起６１の位置が、カム８の中心から外周までの距離の中間付近にある状態を示している。この場合、表示部２１に表示された表示情報の画像は、バックライト２２によって光路７１の方向に出射される。ミラー２３は、光路７２の方向に画像を反射する。ミラー２３で反射された画像はコンバイナ３に至る。コンバイナ３で光路７３ａの方向に反射された画像はユーザに至る。ユーザは、視点２４ａの位置から、表示部２１に表示された表示情報の画像を、コンバイナ３を通して、コンバイナ３より遠方の虚像２５ａとして視認することができる。

図７は、実施の形態１にかかる表示装置１においてコンバイナ３の角度調整をした第２の例を示す模式図である。図７では、角度調整用アーム６の突起６１の位置が、図６の例と比較してカム８の外周側にある状態を示している。図７では、コンバイナ３の角度は、図６の例と比較して＋θｘ側に傾いている。コンバイナ３で光路７３ｂの方向に反射された画像はユーザに至る。ユーザは、視点２４ｂの位置から、コンバイナ３より遠方の虚像２５ｂとして画像を視認することができる。図７に示すユーザの視点２４ｂの位置は、図６に示すユーザの視点２４ａと比較して低い位置にある。

図８は、実施の形態１にかかる表示装置１においてコンバイナ３の角度調整をした第３の例を示す模式図である。図８では、角度調整用アーム６の突起６１の位置が、図６の例と比較してカム８の中心側にある状態を示している。図８では、コンバイナ３の角度は、図６の例と比較して−θｘ側に傾いている。コンバイナ３で光路７３ｃの方向に反射された画像はユーザに至る。ユーザは、視点２４ｃの位置から、コンバイナ３より遠方の虚像２５ｃとして画像を視認することができる。図８に示すユーザの視点２４ｃの位置は、図６に示すユーザの視点２４ａと比較して高い位置にある。

このように、表示装置１では、カム８を回転させて角度調整用アーム６の突起６１の位置を変えることによって、コンバイナ３の角度を調整し、コンバイナ３をユーザに適した角度に調整することができる。

つぎに、コンバイナ３を表示装置１の筐体２に収納した状態について説明する。図９は、実施の形態１にかかる表示装置１においてコンバイナ３を筐体２に収納した状態の例を示す模式図である。ここでは、図８に示すコンバイナ３の角度調整後の起立状態からコンバイナ３を収納した状態を示している。ユーザは、支持アーム９，１０を＋θｘ側に回転させることで、コンバイナ３を表示ユニット７ごと筐体２に収納することができる。このように、表示装置１では、コンバイナ３は、支持アーム９，１０が支軸１１を回転軸として回転されたことによって、筐体２に収納される。

ここで、嵌合状態において、支持アーム９，１０が位置決め１４から位置決め１５までの間で支軸１１を回転軸として回転する角度をθＡとする。また、カム８において第１の溝部８１ａの範囲を示す角度を第１の角度θａとする。また、カム８において第２の溝部８２ａの範囲を示す角度を第２の角度θｂとする。θｂ＞θＡ＞θａが成り立つ場合、コンバイナ３収納時の角度調整用アーム６の突起６１の位置は、図６から図８で示したコンバイナ３の角度調整の状態に関係なく、第２の溝部８１ｂの位置にあることになる。このように、支持アーム９，１０の回転角度θＡを、第１の角度θａより大きく、第２の角度θｂより小さくすることで、表示装置１は、コンバイナ３収納時のコンバイナ３の位置、すなわち表示ユニット７の位置を統一でき、コンバイナ３収納時の表示装置１の見栄えを向上することができる。

なお、位置決め１４，１５については、図６から図９に示すように支持アーム９，１０の回転を制限するストッパのような構成でもよいし、コンバイナ３の起立状態において支持アーム９，１０の位置をロックし、コンバイナ３の収納状態において支持アーム９，１０の位置をロックする構成であってもよい。位置決め１４，１５は、筐体２に設けられた構成である。

つぎに、ユーザが表示ユニット７を支持アーム９，１０に嵌め込んで嵌合状態にする際、およびユーザが表示ユニット７を支持アーム９，１０から取り外す際のカム８の溝８１の位置について説明する。図１０は、実施の形態１にかかる表示装置１において表示ユニット７を着脱する際のカム８の溝８１の位置を示す模式図である。また、図１１は、実施の形態１にかかる表示装置１において表示ユニット７を取り外した状態を示す模式図である。図１０および図１１に示す表示装置１の構成は、前述の図６から図８と同様である。図１０では、図６から図８に示す状態から、カム８の外周の突出部が位置決め１６に当たるまで、カム８を−θｘ方向に回転させた状態を示している。この場合、図１０に示すように、カム８の開口部８１ｃは、＋Ｙ方向の位置となる。位置決め１６は、筐体２に設けられた構成である。

カム８の開口部８１ｃが図１０および図１１に示す位置にあれば、ユーザは、保持部４の突起、および保持部５の突起５１を支持アーム９，１０の軸受９１，１０１から外すことによって、表示装置１から容易に表示ユニット７を取り外すことができる。角度調整用アーム６の突起６１は、カム８から、開口部８１ｃ経由で容易に離間することができる。同様に、カム８の開口部８１ｃが図１０の位置にあれば、ユーザは、保持部４の突起および保持部５の突起５１を支持アーム９，１０の軸受９１，１０１に嵌め込むことによって、表示ユニット７を容易に支持アーム９，１０に嵌合させることができる。

このように、カム８が回転されて開口部８１ｃが規定された位置になった場合、開口部８１ｃは、ユーザが表示ユニット７を支持アーム９，１０に嵌め込んで嵌合状態にする際、角度調整用アーム６の突起６１が第２の溝部８１ｂに進入する進入路となる。また、開口部８１ｃは、前述の嵌合状態において、ユーザが表示ユニット７を支持アーム９，１０から取り外す際、角度調整用アーム６の突起６１が第２の溝部８１ｂから退出する退出路となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、表示装置１では、ユーザがコンバイナ３の角度調整をした後にコンバイナ３を収納し、ユーザが次にコンバイナ３を使用するためにコンバイナ３を起立させた場合、前回ユーザが角度調整した位置にコンバイナ３を起立させることができる。これにより、表示装置１は、収納状態から起立させたときのユーザによるコンバイナ３の角度調整の手間を削減することができる。

また、表示装置１では、コンバイナ３収納時のコンバイナ３の位置を統一できる。これにより、表示装置１は、コンバイナ３収納時の見栄えを向上することができる。

実施の形態２．
実施の形態２では、具体的に、表示装置１を列車の運転台に搭載した例について説明する。

図１２は、実施の形態２にかかる表示装置１を列車の運転台２００に搭載した例を示す図である。表示装置１の筐体２は、列車の運転台２００に固定されている。具体的には、前述のように、表示装置１の筐体２は、列車の運転台２００に埋め込まれている。そのため、ユーザ、すなわち列車の運転者からは、表示装置１の筐体２の部分は見えず、コンバイナ３、保持部４，５、および支持アーム９，１０の一部などが見えることになる。列車の運転者は、実施の形態１で説明したように表示装置１のコンバイナ３の角度を自身に適した角度に調整することによって、表示情報の視認性を向上することができる。光路７３は、列車の運転者の視線方向を示している。また、列車の運転者は、表示装置１を使用しない場合、コンバイナ３を表示装置１の筐体２に収納することによって、前方の視野を確保することができる。また、列車の運転者は、コンバイナ３を収納状態から起立させた場合、自身が前回調整した角度の状態に容易にすることができる。このように、表示装置１は、列車の運転者におけるコンバイナ３の角度調整の手間を削減できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 表示装置、２ 筐体、３ コンバイナ、４，５ 保持部、６ 角度調整用アーム、７ 表示ユニット、８ カム、９，１０ 支持アーム、１１ 支軸、１２ バー、１３ モーター、１４，１５，１６ 位置決め、１７ 支持部、２１ 表示部、２２ バックライト、２３ ミラー、５１，６１ 突起、８１ 溝、８１ａ 第１の溝部、８１ｂ 第２の溝部、８１ｃ 開口部、９１，１０１ 軸受、２００ 運転台。

Claims (5)

1. コンバイナ、前記コンバイナを保持し第１の嵌合部を有する保持部、および一端が前記保持部に固定され他端に突起を有する角度調整用アームを備える表示ユニットと、
   一端に前記第１の嵌合部と嵌合する第２の嵌合部を有し、他端で支軸を回転軸として連動して回転する２つの支持アームと、
   前記突起が摺動する溝を有し、前記支軸を回転軸として前記２つの支持アームとは独立して回転するカムと、
   を備え、
   前記コンバイナは、前記表示ユニットが前記２つの支持アームに嵌め込まれた嵌合状態において、前記カムの回転によって前記第１の嵌合部および前記第２の嵌合部が嵌合された位置を支点として角度調整され、前記２つの支持アームが前記支軸を回転軸として回転されたことで筐体に収納され、
   前記カムの前記溝は、前記カムの中心から前記カムの外周に向けて螺旋形状の第１の溝部と、前記第１の溝部と連接して前記カムの中心から同心円の形状の第２の溝部とを含み、前記コンバイナの角度調整時は前記カムを回転させることで前記突起が前記第１の溝部の範囲で摺動し、前記コンバイナの収納時は前記突起が前記第２の溝部にある、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記嵌合状態において、前記コンバイナを使用時の前記２つの支持アームの位置決めとなる第１の位置決めと、
   前記嵌合状態において、前記コンバイナを収納時の前記２つの支持アームの位置決めとなる第２の位置決めと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記嵌合状態において、前記２つの支持アームが前記第１の位置決めから前記第２の位置決めまでの間で前記支軸を回転軸として回転する角度は、前記カムにおいて前記第１の溝部の範囲を示す第１の角度より大きく、前記カムにおいて前記第２の溝部の範囲を示す第２の角度より小さい、
   ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記カムは、前記第２の溝部とは前記第１の溝部と反対側で連接し、前記カムの外周部において開口された開口部を有し、
   前記カムが回転されて前記開口部が規定された位置になった場合、前記開口部は、ユーザが前記表示ユニットを前記２つの支持アームに嵌め込んで前記嵌合状態にする際の前記突起の前記第２の溝部への進入路となり、前記嵌合状態においてユーザが前記表示ユニットを前記２つの支持アームから取り外す際の前記突起の前記第２の溝部からの退出路となる、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の表示装置。
5. 前記支軸を収容する筐体、
   を備え、
   前記筐体は、列車の運転台に固定される、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の表示装置。